JP3361819B2 - 接着剤及びそれを使用したボード - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、接着剤、結合剤等として使用されるリグニ
ンを使用した接着剤、及びそれを使用したパーティクル
ボード、ファイバーボード等のボードに関する。
ンを使用した接着剤、及びそれを使用したパーティクル
ボード、ファイバーボード等のボードに関する。
背景技術
フェノールアルデヒド樹脂接着剤は、優れた耐水性を
発揮するので、木材用の接着剤等特に耐水性を要求され
る分野で広く利用されている。
発揮するので、木材用の接着剤等特に耐水性を要求され
る分野で広く利用されている。
一方、木材パルプの廃液から分離、精製したリグニン
を、フェノール類及びホルムアルデヒドを反応させて接
着剤を製造する研究として、例えば、「木材工業24、p8
4、半井等（1969）」、特公昭53−28462号公報、特公昭
62−56193号公報、特表平６−506967号公報、特公平７
−53858号公報等がある。
を、フェノール類及びホルムアルデヒドを反応させて接
着剤を製造する研究として、例えば、「木材工業24、p8
4、半井等（1969）」、特公昭53−28462号公報、特公昭
62−56193号公報、特表平６−506967号公報、特公平７
−53858号公報等がある。
しかし、これらのリグニンを使用した接着剤は、複雑
な製造工程を要する、多量のフェノールの使用を必要と
する等の理由のため、コストは従来のフェノールアルデ
ヒド樹脂接着剤とあまり差異がなく、強度性能と耐水性
は、従来のフェノールアルデヒド樹脂接着剤に及ばない
ために実用化するに至っていない。
な製造工程を要する、多量のフェノールの使用を必要と
する等の理由のため、コストは従来のフェノールアルデ
ヒド樹脂接着剤とあまり差異がなく、強度性能と耐水性
は、従来のフェノールアルデヒド樹脂接着剤に及ばない
ために実用化するに至っていない。
本発明の目的は、リグニンを使用して、優れた強度性
能と耐水性を発揮し、しかもリグニンの使用比率が高
く、市販のフェノールアルデヒド樹脂に比べ経済的に有
利な接着剤を提供することにある。
能と耐水性を発揮し、しかもリグニンの使用比率が高
く、市販のフェノールアルデヒド樹脂に比べ経済的に有
利な接着剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、このような接着剤を使用して、
優れた強度性能と耐水性を持つボードを提供することに
ある。
優れた強度性能と耐水性を持つボードを提供することに
ある。
発明の開示
本発明者は、イネ科植物リグニンが接着剤原料として
極めて有利であることを見い出した。リグニンは、工業
的には、パルプ廃液からの抽出によって生産されるが、
これまで日本及び西欧諸国のパルプ生産は事実上木材パ
ルプのみであったため、リグニンの利用研究は木材リグ
ニンに限られていた。
極めて有利であることを見い出した。リグニンは、工業
的には、パルプ廃液からの抽出によって生産されるが、
これまで日本及び西欧諸国のパルプ生産は事実上木材パ
ルプのみであったため、リグニンの利用研究は木材リグ
ニンに限られていた。
本発明者は、前記諸問題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、イネ科植物リグニンを有効に使用して、優れた
強度性能及び耐水性を有する接着剤を得た。
た結果、イネ科植物リグニンを有効に使用して、優れた
強度性能及び耐水性を有する接着剤を得た。
すなわち、本発明の接着剤は、イネ科植物リグニンに
フェノール類とアルデヒド類を反応させた反応生成物を
含み、この反応生成物は、前記イネ科植物リグニンと前
記フェノール類とが前記アルデヒド類によって脱水縮合
したものであり、前記脱水縮合に用いたイネ科植物リグ
ニンの重量は脱水縮合により得られた反応生成物、すな
わち不揮発分の重量の30重量％以上であることを特徴と
するものである。
フェノール類とアルデヒド類を反応させた反応生成物を
含み、この反応生成物は、前記イネ科植物リグニンと前
記フェノール類とが前記アルデヒド類によって脱水縮合
したものであり、前記脱水縮合に用いたイネ科植物リグ
ニンの重量は脱水縮合により得られた反応生成物、すな
わち不揮発分の重量の30重量％以上であることを特徴と
するものである。
また、本発明のボードは、上記接着剤を、リグノセル
ロース物質に添加し、加熱加圧して成板することを特徴
とするもので、例えばパーティクルボード、ファイバー
ボード等が含まれる。
ロース物質に添加し、加熱加圧して成板することを特徴
とするもので、例えばパーティクルボード、ファイバー
ボード等が含まれる。
本発明の接着剤に使用されるイネ科植物リグニンは、
稲、麦、竹、さとうきび、アシ、コウリャン等のあらゆ
るイネ科植物のリグニンが対象となる。
稲、麦、竹、さとうきび、アシ、コウリャン等のあらゆ
るイネ科植物のリグニンが対象となる。
かかるイネ科植物リグニンは、イネ科植物から直接抽
出されたものであってももちろん良いが、パルプ廃液か
ら抽出したものが工業的に有利である。パルプ廃液から
抽出したリグニンを使用する場合、蒸解法の種類は、ク
ラフト法、亜硫酸法、ソーダ法等のいわゆるケミカルパ
ルプ化法、セミケミカルパルプ化法、サーモメカニカル
パルプ化法、有機溶媒法等があり、いずれのものも使用
できる。
出されたものであってももちろん良いが、パルプ廃液か
ら抽出したものが工業的に有利である。パルプ廃液から
抽出したリグニンを使用する場合、蒸解法の種類は、ク
ラフト法、亜硫酸法、ソーダ法等のいわゆるケミカルパ
ルプ化法、セミケミカルパルプ化法、サーモメカニカル
パルプ化法、有機溶媒法等があり、いずれのものも使用
できる。
本発明の接着剤に使用されるリグニンは、上記イネ科
植物リグニンのみからなるのが好ましいが、50重量％以
下であれば木材等のイネ科植物以外のリグニンを使用し
てもよい。
植物リグニンのみからなるのが好ましいが、50重量％以
下であれば木材等のイネ科植物以外のリグニンを使用し
てもよい。
本発明の接着剤に使用されるフェノール類としては、
フェノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール等、全てのフ
ェノール類が使用可能であるが、性能とコストの面から
フェノールを使用するのが特に好ましい。その使用量
は、イネ科植物リグニン対して100重量％以下であるの
が好ましく、特に５〜60重量％であるのが好ましい。こ
の使用量は100重量％を越えても差し支えないが、コス
ト高になるばかりで物性の向上は望めない。
フェノール、クレゾール、キシレノール、ビスフェノー
ルＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシノール等、全てのフ
ェノール類が使用可能であるが、性能とコストの面から
フェノールを使用するのが特に好ましい。その使用量
は、イネ科植物リグニン対して100重量％以下であるの
が好ましく、特に５〜60重量％であるのが好ましい。こ
の使用量は100重量％を越えても差し支えないが、コス
ト高になるばかりで物性の向上は望めない。
アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトア
ルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、グリオキ
ザール等が使用可能であるが、性能とコストの面からホ
ルムアルデヒドまたはフルフラールを使用するのが特に
好ましい。これらは単独で使用しても２種類以上を組み
合わせて使用しても良い。また、その使用量は、フェノ
ールモノマーに対するホルミル基のモル比で0.2〜５の
範囲が好ましい。
ルデヒド、フルフラール、ベンズアルデヒド、グリオキ
ザール等が使用可能であるが、性能とコストの面からホ
ルムアルデヒドまたはフルフラールを使用するのが特に
好ましい。これらは単独で使用しても２種類以上を組み
合わせて使用しても良い。また、その使用量は、フェノ
ールモノマーに対するホルミル基のモル比で0.2〜５の
範囲が好ましい。
また、ホルムアルデヒドを他のアルデヒド類と併用し
て使用する場合、その使用率はアルデヒド全体の30重量
％以上が好ましく、50重量％以上がより好ましい。ま
た、フルフラールを他のアルデヒド類と併用して使用す
る場合、その使用率はアルデヒド全体の10重量％以上が
好ましく、30重量％以上がより好ましい。
て使用する場合、その使用率はアルデヒド全体の30重量
％以上が好ましく、50重量％以上がより好ましい。ま
た、フルフラールを他のアルデヒド類と併用して使用す
る場合、その使用率はアルデヒド全体の10重量％以上が
好ましく、30重量％以上がより好ましい。
ホルムアルデヒドとしては、ホルマリン、パラホルム
アルデヒド、ポリオキシメチレン等全てのホルムアルデ
ヒド類が使用できる。その使用量は、フェノールモノマ
ーに対するモル比で1.2〜5.0の範囲が好ましく、1.8〜
3.5の範囲がより好ましい。ホルムアルデヒドを少量使
用するだけで、該接着剤は優れた強度性能を発揮する。
アルデヒド、ポリオキシメチレン等全てのホルムアルデ
ヒド類が使用できる。その使用量は、フェノールモノマ
ーに対するモル比で1.2〜5.0の範囲が好ましく、1.8〜
3.5の範囲がより好ましい。ホルムアルデヒドを少量使
用するだけで、該接着剤は優れた強度性能を発揮する。
また、フルフラールを使用する場合、その使用量は、
フェノールモノマーに対するモル比で0.2〜3.0の範囲が
好ましく、0.5〜2.0の範囲がより好ましい。フルフラー
ルの使用は耐水性の向上に効果的である。フルフラール
を使用する場合、ホルムアルデヒドを併用するとより好
ましい。この場合のフルフラールに対するホルムアルデ
ヒドの使用割合は、モル比0.1〜20の範囲が好ましい。
フェノールモノマーに対するモル比で0.2〜3.0の範囲が
好ましく、0.5〜2.0の範囲がより好ましい。フルフラー
ルの使用は耐水性の向上に効果的である。フルフラール
を使用する場合、ホルムアルデヒドを併用するとより好
ましい。この場合のフルフラールに対するホルムアルデ
ヒドの使用割合は、モル比0.1〜20の範囲が好ましい。
尚、本発明においては、フルフラールの誘導体である
フルフリルアルコールを、フルフラールに替えて使用し
ても良い。
フルフリルアルコールを、フルフラールに替えて使用し
ても良い。
本発明の接着剤は、上記リグニンにフェノール類とア
ルデヒド類を反応させた反応生成物を含み、この反応生
成物は、前記イネ科植物リグニンと前記フェノール類と
が前記アルデヒド類によって脱水縮合したものであり、
前記脱水縮合に用いたイネ科植物リグニンの重量は脱水
縮合により得られた反応生成物、すなわち不揮発分の重
量の30重量％以上、好ましくは50〜95重量％以上、特に
好ましくは60〜80重量％である。30重量％より少ないも
のは、本発明の目的を達成し得ない。なお、この重量％
は、該接着剤の不揮発分に対する、該接着剤の製造にお
いて使用されたイネ科植物リグニンの重量％を示す。
ルデヒド類を反応させた反応生成物を含み、この反応生
成物は、前記イネ科植物リグニンと前記フェノール類と
が前記アルデヒド類によって脱水縮合したものであり、
前記脱水縮合に用いたイネ科植物リグニンの重量は脱水
縮合により得られた反応生成物、すなわち不揮発分の重
量の30重量％以上、好ましくは50〜95重量％以上、特に
好ましくは60〜80重量％である。30重量％より少ないも
のは、本発明の目的を達成し得ない。なお、この重量％
は、該接着剤の不揮発分に対する、該接着剤の製造にお
いて使用されたイネ科植物リグニンの重量％を示す。
本発明の接着剤において、上記イネ科植物リグニンと
フェノール類及びアルデヒド類の反応は、pH9以上のア
ルカリ条件下で行われているものが好ましく、pH10以上
のアルカリ条件下で行われているものがさらに好まし
い。触媒としては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属
の酸化物及び水酸化物等、かかるpH条件をみたすあらゆ
るアルカリ触媒を使用することが可能である。
フェノール類及びアルデヒド類の反応は、pH9以上のア
ルカリ条件下で行われているものが好ましく、pH10以上
のアルカリ条件下で行われているものがさらに好まし
い。触媒としては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属
の酸化物及び水酸化物等、かかるpH条件をみたすあらゆ
るアルカリ触媒を使用することが可能である。
しかしながら、必ずしもアルカリ条件に限定されるも
のではない。例えば、リグニンとフェノールとホルムア
ルデヒドをシュウ酸、塩酸、硫酸などの酸性触媒の存在
下で反応させ、ノボラック型樹脂接着剤を得ることも可
能である。
のではない。例えば、リグニンとフェノールとホルムア
ルデヒドをシュウ酸、塩酸、硫酸などの酸性触媒の存在
下で反応させ、ノボラック型樹脂接着剤を得ることも可
能である。
リグニンとフェノール類及びアルデヒド類の反応に
は、リグニンとフェノール類との反応生成物にアルデヒ
ド類を反応させる方法、リグニンとフェノール類及びア
ルデヒド類を同時に反応させる方法、フェノール類とア
ルデヒド類との反応生成物にリグニンを反応させる方法
等があるが、特に、フェノール類とアルデヒド類との反
応生成物にリグニンを反応させる方法が好ましい。
は、リグニンとフェノール類との反応生成物にアルデヒ
ド類を反応させる方法、リグニンとフェノール類及びア
ルデヒド類を同時に反応させる方法、フェノール類とア
ルデヒド類との反応生成物にリグニンを反応させる方法
等があるが、特に、フェノール類とアルデヒド類との反
応生成物にリグニンを反応させる方法が好ましい。
フェノール類とアルデヒド類との反応生成物にリグニ
ンを反応させる方法としては、例えば、アルデヒド類と
してホルムアルデヒドを使用するものがあり、その一例
を以下に示す。
ンを反応させる方法としては、例えば、アルデヒド類と
してホルムアルデヒドを使用するものがあり、その一例
を以下に示す。
まず、上記フェノール類とアルデヒド類の反応生成物
として、重量平均分子量が120〜500、好ましくは150〜3
00であり、かつフェノールモノマーのメチロール体の含
有量が20重量％以上、好ましくは40重量％以上のフェノ
ール類とホルムアルデヒドの反応生成物を使用する。該
フェノールモノマーのメチロール体には、モノメチロー
ル、ジメチロール、トリメチロールがあるが、トリメチ
ロール、ついでジメチロールの含有量が高いものほど好
ましい。上記フェノール類とホルムアルデヒドとの反応
生成物は、例えば、フェノールモノマーに対するホルム
アルデヒドのモル比1.8〜3.5、フェノールモノマーに対
するアルカリ金属のモル比0.1〜0.5とし、50〜80℃の温
度で30分〜２時間反応させることにより得られる。
として、重量平均分子量が120〜500、好ましくは150〜3
00であり、かつフェノールモノマーのメチロール体の含
有量が20重量％以上、好ましくは40重量％以上のフェノ
ール類とホルムアルデヒドの反応生成物を使用する。該
フェノールモノマーのメチロール体には、モノメチロー
ル、ジメチロール、トリメチロールがあるが、トリメチ
ロール、ついでジメチロールの含有量が高いものほど好
ましい。上記フェノール類とホルムアルデヒドとの反応
生成物は、例えば、フェノールモノマーに対するホルム
アルデヒドのモル比1.8〜3.5、フェノールモノマーに対
するアルカリ金属のモル比0.1〜0.5とし、50〜80℃の温
度で30分〜２時間反応させることにより得られる。
次に、リグニンに上記フェノール類とアルデヒド類と
の反応生成物を添加し、50〜95℃の温度で20分〜５時間
反応させることにより、所望の接着剤が得られる。
の反応生成物を添加し、50〜95℃の温度で20分〜５時間
反応させることにより、所望の接着剤が得られる。
また、上記フェノール類とアルデヒド類との反応生成
物にリグニンを反応させる方法の別の例として、アルデ
ヒド類としてフルフラールを使用するものがあり、その
一例を以下に示す。
物にリグニンを反応させる方法の別の例として、アルデ
ヒド類としてフルフラールを使用するものがあり、その
一例を以下に示す。
まず、上記フェノール類とアルデヒド類との反応生成
物は、フェノールモノマーに対するフルフラールのモル
比0.5〜2.0、フェノールモノマーに対するアルカリ金属
のモル比0.1〜1.0とし、50〜130℃の温度で20分〜５時
間反応させることにより得られる。
物は、フェノールモノマーに対するフルフラールのモル
比0.5〜2.0、フェノールモノマーに対するアルカリ金属
のモル比0.1〜1.0とし、50〜130℃の温度で20分〜５時
間反応させることにより得られる。
次に、リグニンに上記フェノール類とアルデヒド類と
の反応生成物を添加し、60〜95℃の温度で１〜８時間反
応させることにより、所望の接着剤が得られる。
の反応生成物を添加し、60〜95℃の温度で１〜８時間反
応させることにより、所望の接着剤が得られる。
本発明の接着剤は、通常液状、特に水溶液または水の
懸濁液状で使用されるが、脱水乾固することにより粉末
状で使用することも可能である。
懸濁液状で使用されるが、脱水乾固することにより粉末
状で使用することも可能である。
本発明の接着剤のうち、pH9以上のアルカリ条件下で
反応させたものは熱硬化性となり、好ましくは150℃以
上、より好ましくは180〜250℃の温度で加熱することに
より硬化する。しかしながら、必ずしも熱硬化性に限定
されるものではない。例えば、接着剤中にフェノール単
核体に対して0.5〜5.0モルのアルカリ金属を存在させ、
使用時に有機酸エステルを混合することにより常温硬化
させることが可能である。
反応させたものは熱硬化性となり、好ましくは150℃以
上、より好ましくは180〜250℃の温度で加熱することに
より硬化する。しかしながら、必ずしも熱硬化性に限定
されるものではない。例えば、接着剤中にフェノール単
核体に対して0.5〜5.0モルのアルカリ金属を存在させ、
使用時に有機酸エステルを混合することにより常温硬化
させることが可能である。
本発明の接着剤は、接着剤、結合剤等、従来の熱硬化
性樹脂接着剤が使用されるあらゆる用途での利用が可能
であるが、接着剤特にパーティクルボード、ファイバー
ボード、合板等の木材用接着剤として優れた性能を発揮
する。
性樹脂接着剤が使用されるあらゆる用途での利用が可能
であるが、接着剤特にパーティクルボード、ファイバー
ボード、合板等の木材用接着剤として優れた性能を発揮
する。
また、本発明の接着剤は、撥水剤、離型剤、難燃剤等
の他の薬剤を併用してもよい。さらに、本発明の接着剤
は、尿素樹脂、メラミン樹脂等の他の合成樹脂と併用し
てもよい。
の他の薬剤を併用してもよい。さらに、本発明の接着剤
は、尿素樹脂、メラミン樹脂等の他の合成樹脂と併用し
てもよい。
次に、本発明のボードについて説明する。
本発明におけるボードとは、パーティクルボード、フ
ァイバーボードに代表される、木材、パルプ、草本類な
どのリグノセルロース物質の小片を、接着剤と混合し加
熱加圧して成板された板のことである。
ァイバーボードに代表される、木材、パルプ、草本類な
どのリグノセルロース物質の小片を、接着剤と混合し加
熱加圧して成板された板のことである。
本発明のボードは、イネ科植物リグニンを30重量％以
上、好ましくは50〜95重量％以上、特に好ましくは60〜
80重量％含有する接着剤を、リグノセルロース物質に対
して、乾燥重量比で0.2〜30重量％、好ましくは１〜20
重量％添加混合し、加熱加圧して成板されているものを
言う。
上、好ましくは50〜95重量％以上、特に好ましくは60〜
80重量％含有する接着剤を、リグノセルロース物質に対
して、乾燥重量比で0.2〜30重量％、好ましくは１〜20
重量％添加混合し、加熱加圧して成板されているものを
言う。
上記接着剤として、一部、他の木材用接着剤が併用さ
れてもよい。
れてもよい。
本発明のボードの加熱加圧成形には、通常のホットプ
レスを使用すれば良いが、これに限定されるものではな
く、例えば、蒸気噴射プレス、高周波プラス等を使用し
ても良い。
レスを使用すれば良いが、これに限定されるものではな
く、例えば、蒸気噴射プレス、高周波プラス等を使用し
ても良い。
成形温度は、好ましくは180〜250℃、より好ましくは
200〜240℃である。成形温度が250℃を超えるとリグノ
セルロース物質の劣化が起こり好ましくない。
200〜240℃である。成形温度が250℃を超えるとリグノ
セルロース物質の劣化が起こり好ましくない。
成形時間は、主に目的とするボードの厚さ、成形温度
及び使用するホットプレスの種類によって異なる。成形
圧は、主に目的とするボードの比重と厚さ及び使用する
ホットプレスの種類によって異なる。
及び使用するホットプレスの種類によって異なる。成形
圧は、主に目的とするボードの比重と厚さ及び使用する
ホットプレスの種類によって異なる。
本発明のボードは、従来のフェノールアルデヒド樹脂
接着剤を使用したボード製品と同等以上の力学的強度と
耐水性を有する。
接着剤を使用したボード製品と同等以上の力学的強度と
耐水性を有する。
なお、本発明のボードの製造において、撥水剤、離型
剤、防腐剤等の添加剤を使用してもよく、これらは、該
接着剤に予め添加混合されても、ボード製造時に該接着
剤とは別に添加されてもよい。
剤、防腐剤等の添加剤を使用してもよく、これらは、該
接着剤に予め添加混合されても、ボード製造時に該接着
剤とは別に添加されてもよい。
発明を実施するための最良の形態
本発明の接着剤が優れた性能を発揮する理由は、イネ
科植物リグニンの特殊な構造にあると考える。
科植物リグニンの特殊な構造にあると考える。
木材等イネ科植物以外のリグニンは、式（１）または
式（２）に示されるようにフェノール骨格のオルソ位に
メトキシ基を有するが、イネ科植物のリグニンは式
（３）に示されるようにメトキシ基が存在しない。フェ
ノールの反応論では、フェノールはオルソ位またはパラ
位に反応活性を有すと言われており、オルソ位にメトキ
シ基が存在しないフェノール骨格を持つイネ科植物リグ
ニンは、反応性に富むと予想される。
式（２）に示されるようにフェノール骨格のオルソ位に
メトキシ基を有するが、イネ科植物のリグニンは式
（３）に示されるようにメトキシ基が存在しない。フェ
ノールの反応論では、フェノールはオルソ位またはパラ
位に反応活性を有すと言われており、オルソ位にメトキ
シ基が存在しないフェノール骨格を持つイネ科植物リグ
ニンは、反応性に富むと予想される。
また、本発明の接着剤において、リグニンとフェノー
ルの反応の際、フェノールはメチロール体を使用するの
が好ましい理由を、メチロール体の中でも最も好ましい
トリメチロールフェノールを用いて例示する。式（４）
で示されるトリメチロールフェノールはリグニンと脱水
縮合して、式（５）で示されるフェノールモノマーとリ
グニンとがメチレン基をはさんで交互に重合したオリゴ
マーを形成しやすい。しかも、架橋反応に必要なメチロ
ール基はフェノール骨格に残っている。このように、少
量のフェノールとホルムアルデヒドを効率良く利用し
て、メチロール基の架橋反応で硬化するタイプの接着剤
が形成されている。
ルの反応の際、フェノールはメチロール体を使用するの
が好ましい理由を、メチロール体の中でも最も好ましい
トリメチロールフェノールを用いて例示する。式（４）
で示されるトリメチロールフェノールはリグニンと脱水
縮合して、式（５）で示されるフェノールモノマーとリ
グニンとがメチレン基をはさんで交互に重合したオリゴ
マーを形成しやすい。しかも、架橋反応に必要なメチロ
ール基はフェノール骨格に残っている。このように、少
量のフェノールとホルムアルデヒドを効率良く利用し
て、メチロール基の架橋反応で硬化するタイプの接着剤
が形成されている。
次に実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はこれによって限定されるものではない。
発明はこれによって限定されるものではない。
実施例ではイネ科植物リグニンとして、ソーダ蒸解法
による麦ワラパルプ廃液から抽出したリグニンの粉末を
使用した。また、比較例１及び２では、木材リグニンと
して、クラフト蒸解法による針葉樹パルプ廃液から抽出
したリグニンの粉末を使用した。
による麦ワラパルプ廃液から抽出したリグニンの粉末を
使用した。また、比較例１及び２では、木材リグニンと
して、クラフト蒸解法による針葉樹パルプ廃液から抽出
したリグニンの粉末を使用した。
尚、本実施例中の重量平均分子量の測定値は、試料を
ギ酸でpH5−７に中和した後のTHF（テトラヒドロフラ
ン）可溶分を、ゲル濾過クロマトグラフィー（島津製作
所製カラム“シマズLC Column GPC−801 1500用”）
を使用し、キャリア:THF1cc/min、検出器UVで測定した
ものであり、フェノールモノマーのメチロール体の含有
量は、分子量分布チャートの面積％で表したものであ
る。
ギ酸でpH5−７に中和した後のTHF（テトラヒドロフラ
ン）可溶分を、ゲル濾過クロマトグラフィー（島津製作
所製カラム“シマズLC Column GPC−801 1500用”）
を使用し、キャリア:THF1cc/min、検出器UVで測定した
ものであり、フェノールモノマーのメチロール体の含有
量は、分子量分布チャートの面積％で表したものであ
る。
また、本発明の接着剤の強度性能と耐水性を調べるた
めに、本発明の接着剤を使用したパーティクルボードの
製造を行った。
めに、本発明の接着剤を使用したパーティクルボードの
製造を行った。
パーティクルボードは、建築解体材をナイフリングフ
レーカー（pallman）を使用して刃出し0.6mmで切削して
得た含水率５％のフレークを用い、該フレーク340gに不
揮発分として10重量％の接着剤をスプレーガンで塗布添
加した後、22cm角のフォーミングボックスに手撒きして
マットフォーミングし、1cmのサイズのスペーサーを用
い（目標比重0.7g/cm3）、圧力50kgf/cm2で210℃の温度
で15分加熱することによって製造した。
レーカー（pallman）を使用して刃出し0.6mmで切削して
得た含水率５％のフレークを用い、該フレーク340gに不
揮発分として10重量％の接着剤をスプレーガンで塗布添
加した後、22cm角のフォーミングボックスに手撒きして
マットフォーミングし、1cmのサイズのスペーサーを用
い（目標比重0.7g/cm3）、圧力50kgf/cm2で210℃の温度
で15分加熱することによって製造した。
また、ボードの強度性能を調べるために曲げ強さを、
耐水性を調べるために吸水厚さ膨張率を測定した。曲げ
強さは、JIS Ａ 5908 5.5に準拠し、50×200mmのサ
イズにカットした３本の試験片の測定値の平均値で求め
た。吸水厚さ膨張率は、JIS Ａ 5908 5.10に準拠
し、50×50mmのサイズにカットした３本の試験片の測定
値の平均値で求めた。
耐水性を調べるために吸水厚さ膨張率を測定した。曲げ
強さは、JIS Ａ 5908 5.5に準拠し、50×200mmのサ
イズにカットした３本の試験片の測定値の平均値で求め
た。吸水厚さ膨張率は、JIS Ａ 5908 5.10に準拠
し、50×50mmのサイズにカットした３本の試験片の測定
値の平均値で求めた。
実施例１
冷却器と攪拌器付きの反応容器で、フェノールとフェ
ノールに対するモル比が３であるホルマリンと、フェノ
ールに対するモル比が0.33である水酸化ナトリウムを50
℃で40分反応させて、フェノールとホルムアルデヒドの
反応生成物Ｘを得た。この反応生成物Ｘ中のフェノール
モノマーのメチロール体の含有量は、ｏ−メチロールフ
ェノール９％、ｐ−メチロールフェノール及び2,6−ジ
メチロール10％、2,4−ジメチロールフェノール12％、
トリメチロールフェノール30％、合計61％であった。ま
た、重量平均分子量は、158であった。
ノールに対するモル比が３であるホルマリンと、フェノ
ールに対するモル比が0.33である水酸化ナトリウムを50
℃で40分反応させて、フェノールとホルムアルデヒドの
反応生成物Ｘを得た。この反応生成物Ｘ中のフェノール
モノマーのメチロール体の含有量は、ｏ−メチロールフ
ェノール９％、ｐ−メチロールフェノール及び2,6−ジ
メチロール10％、2,4−ジメチロールフェノール12％、
トリメチロールフェノール30％、合計61％であった。ま
た、重量平均分子量は、158であった。
次に、イネ科植物リグニンに上記反応生成物Ｘを反応
生成物Ｘ中のフェノールの割合がイネ科植物リグニンに
対して20重量％になるように添加し、更に濃度が40重量
％になるように水を添加した後、80℃で90分間反応さ
せ、本発明の接着剤を製造した。この接着剤において、
イネ科植物リグニンの割合は74重量％であった。
生成物Ｘ中のフェノールの割合がイネ科植物リグニンに
対して20重量％になるように添加し、更に濃度が40重量
％になるように水を添加した後、80℃で90分間反応さ
せ、本発明の接着剤を製造した。この接着剤において、
イネ科植物リグニンの割合は74重量％であった。
次に、この接着剤を使用し、パーティクルボードを製
造した。このボードの曲げ強さは25.3N/cm2吸水厚さ膨
張率は８％であった。
造した。このボードの曲げ強さは25.3N/cm2吸水厚さ膨
張率は８％であった。
比較例１
イネ科植物リグニンの変わりに、木材リグニンを使用
する以外は、実施例１と同じ方法で接着剤を製造した。
する以外は、実施例１と同じ方法で接着剤を製造した。
次に、この接着剤を使用し、パーティクルボードを製
造した。このボードの曲げ強さは14.6N/cm2、吸水厚さ
膨張率は23％であった。
造した。このボードの曲げ強さは14.6N/cm2、吸水厚さ
膨張率は23％であった。
実施例２
冷却器と攪拌器付きの反応容器で、フェノールとフェ
ノールに対するモル比が1.5であるフルフラールと、フ
ェノールに対するモル比が0.80である水酸化ナトリウム
を70℃で２時間反応させて、フェノールとフルフラール
の反応生成物Ｙを製造した。
ノールに対するモル比が1.5であるフルフラールと、フ
ェノールに対するモル比が0.80である水酸化ナトリウム
を70℃で２時間反応させて、フェノールとフルフラール
の反応生成物Ｙを製造した。
次に、イネ科植物リグニンに上記反応生成物Ｙを反応
生成物Ｙ中のフェノールの割合がイネ科植物リグニンに
対して20重量％になるように添加し、更に濃度が40重量
％になるように水を添加し、80℃で３時間反応させ、本
発明の接着剤を製造した。この接着剤の、イネ科植物リ
グニンの割合は60重量％であった。
生成物Ｙ中のフェノールの割合がイネ科植物リグニンに
対して20重量％になるように添加し、更に濃度が40重量
％になるように水を添加し、80℃で３時間反応させ、本
発明の接着剤を製造した。この接着剤の、イネ科植物リ
グニンの割合は60重量％であった。
次に、この接着剤を使用しパーティクルボードを製造
した。このボードの曲げ強さは15.6N/cm2、吸水厚さ膨
張率は11％であった。
した。このボードの曲げ強さは15.6N/cm2、吸水厚さ膨
張率は11％であった。
比較例２
イネ科植物リグニンの代わりに、木材リグニンを使用
する以外は、実施例１と同じ方法で接着剤を製造した。
する以外は、実施例１と同じ方法で接着剤を製造した。
次に、この接着剤を使用しパーティクルボードを製造
した。このボードの曲げ強さは5.6N/cm2、吸水厚さ膨張
率は65％であった。
した。このボードの曲げ強さは5.6N/cm2、吸水厚さ膨張
率は65％であった。
実施例３
イネ科植物リグニンに、実施例１で製造した反応生成
物Ｘを反応生成物Ｘ中のフェノールの割合がイネ科植物
リグニンに対して10重量％になるように添加し、また実
施例２で製造した反応生成物Ｙを、反応生成物Ｙ中のフ
ェノールの割合がイネ科植物リグニンに対して10重量％
になるように添加し、更に濃度が40重量％になるように
水を添加し、80℃で２時間反応させて、本発明の接着剤
を製造した。この接着剤において、イネ科植物リグニン
の割合は67重量％であった。
物Ｘを反応生成物Ｘ中のフェノールの割合がイネ科植物
リグニンに対して10重量％になるように添加し、また実
施例２で製造した反応生成物Ｙを、反応生成物Ｙ中のフ
ェノールの割合がイネ科植物リグニンに対して10重量％
になるように添加し、更に濃度が40重量％になるように
水を添加し、80℃で２時間反応させて、本発明の接着剤
を製造した。この接着剤において、イネ科植物リグニン
の割合は67重量％であった。
次に、この接着剤を使用し、パーティクルボードを製
造した。このボードの曲げ強さは23.1N/cm2、吸水厚さ
膨張率は６％であった。
造した。このボードの曲げ強さは23.1N/cm2、吸水厚さ
膨張率は６％であった。
比較例３
冷却器と攪拌器付きの反応容器で、フェノールとフェ
ノールに対するモル比が２のホルマリンと、フェノール
に対するモル比が0.33の水酸化ナトリウムを80℃で3.5
時間反応させ、重量平均分子量950のフェノールアルデ
ヒド接着剤を製造した。この接着剤は、標準的なボード
用接着剤に相当する。
ノールに対するモル比が２のホルマリンと、フェノール
に対するモル比が0.33の水酸化ナトリウムを80℃で3.5
時間反応させ、重量平均分子量950のフェノールアルデ
ヒド接着剤を製造した。この接着剤は、標準的なボード
用接着剤に相当する。
次に、この接着剤を使用し、パーティクルボードを製
造した。このボードの曲げ強さは19.6N/cm2吸水厚さ膨
張率は13％であった。
造した。このボードの曲げ強さは19.6N/cm2吸水厚さ膨
張率は13％であった。
産業上の利用可能性
本発明によれば、次のような効果がある。
（１）本発明の接着剤は、従来のフェノールアルデヒド
樹脂と同等以上の優れた強度性能を発揮する。
樹脂と同等以上の優れた強度性能を発揮する。
（２）本発明の接着剤は、従来のフェノールアルデヒド
樹脂と同等以上の優れた耐水性を発揮する。
樹脂と同等以上の優れた耐水性を発揮する。
（３）本発明の接着剤は、リグニンの使用比率が高く、
従来のフェノールアルデヒド樹脂と比較して安価な原料
費で製造できるので、経済的に有利である。
従来のフェノールアルデヒド樹脂と比較して安価な原料
費で製造できるので、経済的に有利である。
（４）本発明の接着剤は、パーティクルボード、ファイ
バーボード、合板等リグノセルロース物質用の接着剤と
して、特に優れた強度性能を発揮する。
バーボード、合板等リグノセルロース物質用の接着剤と
して、特に優れた強度性能を発揮する。
（５）本発明の接着剤は、パーティクルボード、ファイ
バーボード、合板等リグノセルロース物質用の接着剤と
して、特に優れた耐水性を発揮する。
バーボード、合板等リグノセルロース物質用の接着剤と
して、特に優れた耐水性を発揮する。
（６）本発明のボードは、優れた力学的強度を有する。
（７）本発明のボードは、優れた耐水性を有する。
（８）本発明の接着剤は、パルプ廃液による環境汚染の
問題を解決する。
問題を解決する。
（９）また、資源の有効利用が可能となる。
（10）本発明のボードは、安価な原料費でリグノセルロ
ース系ボードが製造できるので、経済的に有利である。
ース系ボードが製造できるので、経済的に有利である。
（11）本発明のボードは、使用される接着剤が、従来の
木材用接着剤に比べてホルムアルデヒドの使用量が極め
て少ないか、または一切使用されていないので、人体に
安全である。
木材用接着剤に比べてホルムアルデヒドの使用量が極め
て少ないか、または一切使用されていないので、人体に
安全である。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−158022（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−112226（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−160049（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−148731（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−305409（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−196923（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−41681（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−158021（ＪＰ，Ａ)
特公 昭35−18729（ＪＰ，Ｂ１)
国際公開97／17412（ＷＯ，Ａ１)
国際公開98／48990（ＷＯ，Ａ１)
国際公開96／19328（ＷＯ，Ａ１)
ＭＡＣＲＯＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＲＥ
ＰＯＲＴＳ，Ａ31［Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎ
ｔｓ ６＆７］（1994），ｐ．1215−
1223
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＡＰＰＬＩＥ
Ｄ ＰＯＬＹＭＥＲ ＳＣＩＥＮＣＥ,
33［８］（1987），ｐ．2915−2924
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08L 61/06 - 61/14
C08L 97/00 - 97/02
C09J 161/06 - 161/14
C09J 197/00 - 197/02
C08G 8/00 - 8/38
B27N 3/00 - 3/04
ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (16)
- 【請求項１】イネ科植物リグニンとフェノール類及びア
ルデヒド類との反応生成物からなる接着剤であり、前記
反応生成物は、前記イネ科植物リグニンと前記フェノー
ル類とがアルカリ触媒もしくは酸性触媒の存在下で前記
アルデヒド類によって脱水縮合したものであり、前記脱
水縮合に用いたイネ科植物リグニンの重量は脱水縮合に
より得られた前記反応生成物の重量の30重量％以上であ
ることを特徴とする接着剤。 - 【請求項２】上記アルデヒド類としてホルムアルデヒド
が少なくとも30重量％以上使用されており、かつホルム
アルデヒドがフェノールモノマーに対するモル比として
0.2〜5.0の範囲で使用されていることを特徴とする請求
項１記載の接着剤。 - 【請求項３】イネ科植物リグニンとフェノール類及びホ
ルムアルデヒドとのpH9以上のアルカリ条件下での反応
生成物からなり、かつホルムアルデヒドがフェノールモ
ノマーに対するモル比として1.8〜3.5の範囲で使用され
ていることを特徴とする請求項２記載の接着剤。 - 【請求項４】重量平均分子量が120〜500でありかつ20重
量％以上がフェノールモノマーのメチロール体であるフ
ェノール類とホルムアルデヒドとの中間反応生成物をイ
ネ科植物リグニンに反応させていることを特徴とする請
求項３記載の接着剤。 - 【請求項５】フェノール類とホルムアルデヒドとの上記
中間反応生成物の重量平均分子量が150〜300でありかつ
上記中間反応生成物の40重量％以上がフェノールモノマ
ーのメチロール体であることを特徴とする請求項４記載
の接着剤。 - 【請求項６】上記アルデヒド類としてフルフラールが少
なくとも10重量％以上使用されており、かつフルフラー
ルがフェノールモノマーに対するモル比として0.2〜3.0
の範囲で使用されていることを特徴とする請求項１〜５
のいずれか記載の接着剤。 - 【請求項７】フェノール類とフルフラールとのpH9以上
のアルカリ条件での中間反応生成物をイネ科植物リグニ
ンに反応させていることを特徴とする請求項６記載の接
着剤。 - 【請求項８】イネ科植物リグニンとフェノール類及びフ
ルフリルアルコールとの反応生成物を含み、この反応生
成物は、前記イネ科植物リグニンと前記フェノール類と
が前記フルフリルアルコールによって脱水縮合したもの
であり、前記脱水縮合に用いたイネ科植物リグニンの重
量は脱水縮合により得られた前記反応生成物の重量の30
重量％以上であることを特徴とする接着剤。 - 【請求項９】リグノセルロース物質を加熱加圧して成板
したボードであって、接着剤が前記リグノセルロース物
質に対して乾燥重量比で0.2〜30重量％添加されてな
り、前記接着剤は、イネ科植物リグニンとフェノール類
及びアルデヒド類との反応生成物からなり、前記反応生
成物は、前記イネ科植物リグニンと前記フェノール類と
がアルカリ触媒もしくは酸性触媒の存在下で前記アルデ
ヒド類によって脱水縮合したものであり、前記脱水縮合
に用いたイネ科植物リグニンの重量は脱水縮合により得
られた前記反応生成物の重量の30重量％以上であること
を特徴とするボード。 - 【請求項１０】180〜250℃の温度で加熱加圧して成板さ
れている請求項９記載のボード。 - 【請求項１１】上記接着剤が、イネ科植物リグニンとフ
ェノール類及びアルデヒド類とのpH9以上のアルカリ条
件下での反応生成物であることを特徴とする請求項９ま
たは10記載のボード。 - 【請求項１２】上記接着剤が、アルデヒド類としてホル
ムアルデヒドを少なくとも30重量％以上使用したもので
あり、かつフェノールモノマーに対するホルムアルデヒ
ドのモル比が1.2〜5.0であることを特徴とする請求項11
記載のボード。 - 【請求項１３】上記接着剤が、重量平均分子量が120〜5
00でありかつその20重量％以上がフェノールモノマーの
メチロール体であるフェノール類とホルムアルデヒドと
の中間反応生成物とイネ科植物リグニンとを反応させた
ものであることを特徴とする請求項12記載のボード。 - 【請求項１４】上記接着剤が、アルデヒド類としてフル
フラールを少なくとも10重量％以上使用したものであ
り、かつフルフラールがフェノールモノマーに対するモ
ル比として0.2〜3.0の範囲で使用されていることを特徴
とする請求項11記載のボード。 - 【請求項１５】上記接着剤が、フェノール類とフルフラ
ールのpH9以上のアルカリ条件下での中間反応生成物と
イネ科植物リグニンとを反応させたものであることを特
徴とする請求項14記載のボード。 - 【請求項１６】リグノセルロース物質を加熱加圧して成
板したボードであって、接着剤が前記リグノセルロース
物質に対して乾燥重量比で0.2〜30重量％添加されてな
り、前記接着剤は、イネ科植物リグニンとフェノール類
及びフルフリルアルコールとの反応生成物を含み、この
反応生成物は、前記イネ科植物リグニンと前記フェノー
ル類とが前記フルフリルアルコールによって脱水縮合し
たものであり、前記脱水縮合に用いたイネ科植物リグニ
ンの重量は脱水縮合により得られた前記反応生成物の重
量の30重量％以上であることを特徴とするボード。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-151471 | 1997-05-05 | ||
| JP15147197 | 1997-05-05 | ||
| PCT/JP1998/001426 WO1998050467A1 (fr) | 1997-05-05 | 1998-03-30 | Composition de resine et panneau realise avec cette resine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3361819B2 true JP3361819B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15519249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54790998A Expired - Fee Related JP3361819B2 (ja) | 1997-05-05 | 1998-03-30 | 接着剤及びそれを使用したボード |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361819B2 (ja) |
| WO (1) | WO1998050467A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017168109A1 (fr) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Composition adhesive aqueuse comportant une resine thermodurcissable |
| WO2017168107A1 (fr) * | 2016-04-01 | 2017-10-05 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Composition adhesive aqueuse comportant une resine thermodurcissable et un latex |
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-
1998
- 1998-03-30 JP JP54790998A patent/JP3361819B2/ja not_active Expired - Fee Related
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